Способ периодического удаления избыточной влаги из зерновой массы при навальном способе складирования и устройство для его осуществления
Владельцы патента RU 2547470:
Государственное научное учреждение "Северо-западный научно-исследовательский институт молочного и лугопастбищного хозяйства" (RU)
Способ периодического удаления избыточной влаги из зерновой массы при навальном способе складирования заключается в том, что осуществляют периодическое удаление избыточной влаги из зерновой массы по всему объему одновременно последовательными циклами изменяющимся по направлению воздушным потоком различной температуры. Устройство для осуществления способа представляет собой систему активного вентилирования с каналами, проходящими сквозь объем зерновой массы. Каналы системы состоят как минимум из одного или нескольких соединенных между собой цилиндрических перфорированных воздуховодов, при этом воздуховоды помещены в сетчатый рукав, укрепленный зажимами по его длине. На торцах каналов установлены нагнетательные устройства, которые соединены непосредственно с каналом, если в системе один канал, или через коллекторы, если система состоит из нескольких каналов. Для периодической поочередной подачи воздушного потока различной температуры в каналы имеются воздушные заслонки, которые установлены в соединительных элементах перед нагнетательными устройствами. Изобретение обеспечивает исключение пересушивания зерновой массы по всему объему и повышение эффективности процесса активного вентилирования. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Предлагаемый способ относится к технологии долгосрочного хранения сельскохозяйственной продукции при навальном способе складирования в условиях активной вентиляции, в частности зерна.
В процессе длительного хранения зерновой массы при навальном способе складирования происходит накопление влаги в результате дыхания зерна, биологических процессов самосогревания, либо за счет разности температур зерновой массы и тепловой энергии, поступающей в зерновую массу через стенки зернохранилища, которую периодически следует удалять.
Известен способ и устройство уменьшения конденсации влаги на внутренней поверхности камер хранения с целью улучшения условий долговременного хранения продукции [1], при котором подают нагретый воздух в верхнюю часть зоны хранилища.
Недостатком способа и устройства является его малая эффективность удаления влаги, накопленной в зерновой массе.
Известен способ уменьшения влажности зерновой массы периодической подачей в зерновую массу охлажденного до 0°C или подогретого до 45°C воздуха [2], при этом влажность снижают слой за слоем до достижения требуемой величины.
Недостатком этого способа является подача охлажденного или подогретого воздуха в нижнюю часть зерновой массы, при этом возникает риск значительного пересушивания начальных слоев зерновой массы ниже нормы и низкая эффективность процесса удаления избыточной влажности из внутреннего объема зерновой массы.
Также известно устройство для сушки и хранения зерновой массы [3], которое содержит открытые каналы в виде желобов для циркуляции хладоагента в виде раствора электролита, при этом каналы прикрыты перфорированными или сетчатыми ограждениями.
Недостатком данного устройства является использование специальной конструкции камеры с открытыми каналами и возможность возникновения контактирования циркулирующего раствора электролита с загруженной продукцией.
Технической задачей изобретения является исключение возможного пересушивания зерновой массы ниже требуемой нормы по всему объему в процессе периодического удаления избыточной влаги, исключение циркуляции по каналам химического хладоагента в виде раствора электролита (соль, щелочь, кислота и т.п.) и повышение эффективности процесса активного вентилирования.
Предлагаемый способ отличается тем, что периодическое удаление избыточной влаги в процессе длительного хранения зерновой массы при навальном способе складирования осуществляется циклически изменяющимся по направлению воздушным потоком различной температуры, поступающим от нагнетательных устройств, установленных на противоположных торцах системы активного вентилирования. Воздушный поток поступает через каналы, размещенные непосредственно в объеме зерновой насыпи, которые изготовлены из цилиндрических или иного вида перфорированных воздуховодов, имеющих перфорацию различной формы. Перфорированные воздуховоды помещены в сетчатый рукав, укрепленный зажимами по его длине, при этом воздушный поток различной температуры подается в каналы путем периодического поочередного открытия воздушных заслонок, установленных в соединительных элементах перед нагнетательными устройствами.
Кроме того, при этом способе обеспечивается удаление конденсата со стенок зернохранилища выходящим воздушным потоком.
Это позволяет повысить эффективность периодического процесса удаления влаги ,накапливаемой в объеме зерновой массы при длительном хранении, и обеспечить поддержание влажности зерновой массы на требуемом уровне нормы.
Предлагаемый способ иллюстрируется чертежами, на которых показаны устройство и его элементы (фиг. 1), а также график изменения величины неравномерности влажности зерновой массы в зависимости от количества каналов системы активного вентилирования для периодического удаления избыточной влаги при навальном способе складирования зерна (фиг. 2). Из графика видно, что с ростом числа каналов системы активного вентилирования происходит значительное снижение величины неравномерности влажности зерновой массы одновременно по всему объему. Количество каналов системы активного вентилирования для периодического удаления избыточной влаги из зерновой массы при навальном способе складирования определяется величиной неравномерности изменения влажности по объему зерна и рассчитывается по формуле:
где E′ - неравномерность изменения влажности по объему зерновой массы в зависимости от числа установленных каналов;
N - число равномерно размещенных каналов по площади поперечного сечения хранилища;
S - площадь поперечного сечения хранилища;
s - площадь поперечного сечения канала;
r(l)=1-(l/l0)α - корреляционная функция, описывающая связь показаний влажности в зависимости от расстояния между каналами l;
l0 - радиус корреляции;
C(α) - расчетный коэффициент, изменяющийся в пределах (1÷0);
α - структурный параметр.
Устройство для периодического удаления избыточной влаги из зерновой массы при навальном способе складирования (фиг. 1) представляет собой систему активного вентилирования, которая содержит каналы 1, проходящие сквозь объем зерновой массы 2, при этом каналы состоят как минимум из одного или нескольких соединенных между собой цилиндрических перфорированных воздуховодов 3, имеющих перфорацию произвольной формы и помешенных в сетчатый рукав 4, который укреплен зажимами 5 по его длине, на торцах системы установлены нагнетательные устройства 6, которые соединены непосредственно с каналом, если в системе один канал, или через коллекторы 7, если система состоит из нескольких каналов, для периодической поочередной подачи воздушного потока различной температуры в каналы 1 от нагнетательных устройств 6 имеются воздушные заслонки 8, установленные в соединительных элементах 9 перед нагнетательными устройствами 6.
Удаление избыточной влаги из зерновой массы при навальном способе складирования осуществляется следующим образом.
Зерновую массу складируют навальным способом после монтажа системы активного вентилирования, хранят и затем производят активное вентилирование при начале возможного процесса самосогревания. Активное вентилирование зерновой массы 2 осуществляют одновременно по всему объему циклически, изменяя направление воздушного потока от нагнетательных устройств 6 заслонками 8, размещенными в соединительных элементах 9, установленных перед нагнетательными устройствами 6.
Поток теплоносителя от нагнетательных устройств 6 периодически подается в каналы 1 из перфорированных воздуховодов 3 предварительно подогретым до максимально допустимой температуры 45°C нагревателем или охлажденным до минимально допустимой температуры жизнедеятельности зерна 0°C холодильной установкой, поступает в зерновую массу 2 и обеспечивает периодическое удаление избыточной влаги при навальном способе складирования. Периодическая подача воздушного потока различной температуры в каналы 1 от нагнетательных устройств 6 повторяется до достижения требуемой нормы влажности зерна.
Применение периодической поочередной подачи воздушного потока различной температуры в зерновую массу одновременно по всему объему стабилизирует температуру и влажность зерновой массы и повышает эффективность периодического процесса удаления влаги, накапливаемой в объеме зерновой массы при длительном хранении навальным способом.
Источники информации
1. RU 2279208 C1, A01F 25/00, 10.07.2006.
2. RU 2392793 C1, A01F 25/00, 27.06.2010.
3. RU 2298910 C1, A01F 25/00, 20.05.2007.
4. Углин В.К., Никифоров В.Е. Метод активного вентилирования семян трав // Автоматизация и информатизация обеспечения производственных процессов в с/х.: Материалы международной научно-практической конференции в 2-х т., Т. 1., М., 2006, с. 238-242.
5. Углин В.К., Никифоров В.Е. Патент РФ №2355157.
6. Углин В.К., Никифоров В.Е., Тяпугин С.Е. Патент РФ №2383288.
1. Способ периодического удаления избыточной влаги из зерновой массы при навальном способе складирования, отличающийся тем, что осуществляют периодическое удаление избыточной влаги из зерновой массы по всему объему одновременно последовательными циклами изменяющимся по направлению воздушным потоком, предварительно подогретым до максимально допустимой, а затем охлажденным до минимально допустимой температуры жизнедеятельности зерна, который поочередно поступает от нагнетательных устройств по каналам системы активного вентилирования из перфорированных воздуховодов, при этом циклы поочередного поступления различного по температуре теплоносителя повторяются до достижения требуемой нормы влажности зерновой массы.
2. Устройство для периодического удаления избыточной влаги из зерновой массы при навальном способе складирования, представляющее собой систему активного вентилирования с каналами, проходящими сквозь объем зерновой массы, отличающееся тем, что каналы системы состоят как минимум из одного или нескольких соединенных между собой цилиндрических перфорированных воздуховодов, имеющих перфорацию произвольной формы, при этом воздуховоды помещены в сетчатый рукав, укрепленный зажимами по его длине, на торцах каналов установлены нагнетательные устройства, которые соединены непосредственно с каналом, если в системе один канал или через коллекторы, если система состоит из нескольких каналов, для периодической поочередной подачи воздушного потока различной температуры в каналы от нагнетательных устройств имеются воздушные заслонки, которые установлены в соединительных элементах перед нагнетательными устройствами.
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что количество каналов системы активного вентилирования для периодического удаления избыточной влаги из зерновой массы при навальном способе складирования определяется величиной неравномерности изменения влажности по объему зерна и рассчитывается по формуле:
где: E′ - неравномерность изменения влажности по объему зерновой массы в зависимости от числа установленных каналов;
N - число равномерно размещенных каналов по площади поперечного сечения хранилища;
S - площадь поперечного сечения хранилища;
s - площадь поперечного сечения канала;
r(l)=1-(l/l0)α - корреляционная функция, описывающая связь показаний влажности в зависимости от расстояния между каналами l;
l0 - радиус корреляции;
C(α) - расчетный коэффициент, изменяющийся в пределах (1÷0);
α - структурный параметр.
